统考版2024高考化学二轮专题复习第二部分高考填空题专项突破题型2化学反应原理综合应用题课件

题型2化学反应原理综合应用题真题·考情题型·练透模考·预测真题·考情全国卷1．[2023·全国甲卷]甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：①3O2(g)===2O3(g)

K1

ΔH1＝285kJ·mol－1②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l)

K2

ΔH2＝－329kJ·mol－1反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝________kJ·mol－1，平衡常数K3＝__________(用K1、K2表示)。－307

(2)电喷雾电离等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与O3反应可得MO＋。MO＋与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和310K下(其他反应条件相同)进行反应MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH，结果如下图所示。图中300K的曲线是________(填“a”或“b”)。300K、60s时MO＋的转化率为____________(列出算式)。b

(3)MO＋分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以CH4示例)。(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线________(填“c”或“d”)。(ⅲ)MO＋与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DOD________CHD2OH(填“＞”“＜”或“＝”)。若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇有________种。Ⅰc＜2解析：(ⅰ)步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成，所以符合题意的是步骤Ⅰ；(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大，根据图示可知，MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线c；(ⅲ)MO＋与CH2D2反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则单位时间内产量会下降，则氘代甲醇的产量CH2DOD＜CHD2OH；根据反应机理可知，若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇可能为CHD2OD和CD3OH，共2种。2．[2023·全国乙卷]硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：(1)在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热分解过程如图所示：根据上述实验结果，可知x＝________，y＝________。41

(2)已知下列热化学方程式：FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(s)＋7H2O(g)

ΔH1＝akJ·mol－1FeSO4·xH2O(s)===FeSO4(s)＋xH2O(g)

ΔH2＝bkJ·mol－1FeSO4·yH2O(s)===FeSO4(s)＋yH2O(g)

ΔH3＝ckJ·mol－1则FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·yH2O(s)＝2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH＝__________kJ·mol－1。解析：①FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(s)＋7H2O(g)

ΔH1＝akJ·mol－1②FeSO4·xH2O(s)===FeSO4(s)＋xH2O(g)

ΔH2＝bkJ·mol－1③FeSO4·yH2O(s)===FeSO4(s)＋yH2O(g)

ΔH3＝ckJ·mol－1根据盖斯定律可知，①＋③－②×2可得FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·yH2O(s)===2(FeSO4·xH2O)(s)，则ΔH＝(a＋c－2b)kJ·mol－1。(a＋c－2b)

32.25增大解析：将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s)⇌Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。由平衡时pSO3-T的关系图可知，660K时，pSO3＝1.5kPa，则pSO2＝1.5kPa，因此，该反应的平衡总压p总＝3kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝1.5kPa×1.5kPa＝2.25(kPa)2。由图中信息可知，pSO3随着温度升高而增大，因此，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大。

46.26

－45

(ⅱ)在化学反应中，最大的能垒为速率控制步骤，而断开化学键的步骤都属于能垒，由于N≡N的键能比H—H键的大很多，因此，在上述反应机理中，速率控制步骤为(ⅱ)

p1＜p2＜p3合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大图433.33%

解析：①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数p1＜p2＜p3，因此，图中压强由小到大的顺序为p1＜p2＜p3，②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体Ar的图是图4。③图3中，进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3mol和1mol，达到平衡时氮气的变化量为xmol，则有：

N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g)始(mol)130变(mol)

x3x2x平(mol)1－x

3－3x

2x

4.[2022·全国乙卷]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：(1)已知下列反应的热化学方程式：①2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(g)ΔH1＝－1036kJ·mol－1②4H2S(g)＋2SO2(g)===3S2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝94kJ·mol－1③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH3＝－484kJ·mol－1计算H2S热分解反应④2H2S(g)===S2(g)＋2H2(g)的ΔH4＝________kJ·mol－1。＋170解析：根据盖斯定律可知，反应④＝(①＋②)÷3－③，即ΔH4＝(ΔH1＋ΔH2)÷3－ΔH3＝＋170kJ·mol－1。(2)较普遍采用的H2S处理方法是克劳斯工艺，即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是，利用反应④高温热分解H2S。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是________________________________________，缺点是________。(3)在1470K、100kPa反应条件下，将n(H2S)∶n(Ar)＝1∶4的混合气进行H2S热分解反应。平衡时混合气中H2S与H2的分压相等，H2S平衡转化率为________，平衡常数Kp＝________kPa。

高温热分解能够获得H2，H2可作燃料，且副产物少能耗高50%4.76

(4)在1373K、100kPa反应条件下，对于n(H2S)∶n(Ar)分别为4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19的H2S-Ar混合气，热分解反应过程中H2S转化率随时间的变化如下图所示。①n(H2S)∶n(Ar)越小，H2S平衡转化率____________，理由是________________________________________________________________________________________________________________。②n(H2S)∶n(Ar)＝1∶9对应图中曲线________，计算其在0～0.1s之间，H2S分压的平均变化率为________kPa·s－1。越高(或越大)H2S的热分解反应为气体分子数增大的反应，恒压条件下，不断充入Ar，导致H2S的分压降低，相当于减压，平衡正向移动，H2S的平衡转化率升高d24.9

5．[2022·全国甲卷]金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)ΔH1＝172kJ·mol－1，Kp1＝1.0×10－2(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)ΔH2＝－51kJ·mol－1，Kp2＝1.2×1012Pa①反应2C(s)＋O2(g)===2CO(g)的ΔH为________kJ·mol－1，Kp＝________Pa。②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_____________________________________。③对于碳氯化反应：增大压强，平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率________(填“变大”“变小”或“不变”)。－2231.2×1014碳氯化反应熵增、放热且平衡常数远大于105Pa向左变小解析：①根据盖斯定律知ΔH＝ΔH2－ΔH1＝－223kJ·mol－1，Kp＝Kp2÷Kp1＝1.2×1014Pa。②碳氯化反应熵增，且放热，自发进行的趋势大，并且平衡常数远大于105Pa。③碳氯化反应是气体分子数增大的反应，增大压强，平衡向左移动；该反应正反应为放热反应，温度升高，平衡向左移动，平衡转化率将变小。(2)在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2，2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。①反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝________Pa。②图中显示，在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因____________________________________________________。(3)TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于TiO2-C“固—固”接触的措施是________________。7.2×105为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益搅拌或研磨固体成粉

6．[2021·全国甲卷]二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：(1)二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)该反应一般认为通过如下步骤来实现：①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)ΔH1＝＋41kJ·mol－1②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)ΔH2＝－90kJ·mol－1总反应的ΔH＝__________kJ·mol－1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是________(填标号)，判断的理由是______________________________________________。－49AΔH1为正值，ΔH2和ΔH为负值，反应①活化能大于反应②的解析：根据盖斯定律可知总反应＝反应①＋反应②，则总反应的ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋41kJ·mol－1＋(－90kJ·mol－1)＝－49kJ·mol－1。总反应是放热反应，即生成物的总能量比反应物的总能量低，则B项、D项错误；反应①为慢反应，则反应①的活化能较大，故A项正确。

①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝______________；②图中对应等压过程的曲线是________，判断的理由是__________________________________________________________；③当x(CH3OH)＝0.10时，CO2的平衡转化率α＝________，反应条件可能为_______________或_______________。

b总反应ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小33.3%5×105Pa，210℃9×105Pa，250℃

7．[2021·全国乙卷]一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发现。该元素是________。(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2，376.8℃时平衡常数K′p＝1.0×104Pa2。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8℃，碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa，则pICl＝________kPa，反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的平衡常数K＝__________________________(列出计算式即可)。溴(或Br)24.8

①由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。②反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程___________________________________________________________。(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(ν)光的照射下机理为：NOCl＋hν―→NOCl*NOCl＋NOCl*―→2NO＋Cl2其中hν表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。可知，分解1mol的NOCl需要吸收________mol的光子。大于Kp1·Kp2大于

0.5

1.[2023·浙江1月]二十大报告提出，要积极稳妥推进碳达峰、碳中和，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)⇌2CO(g)＋2H2(g)

ΔH1＝＋247kJ·mol－1，K1Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41kJ·mol－1，K2请回答：(1)有利于提高CO2平衡转化率的条件是________。A．低温低压B．低温高压C．高温低压D．高温高压(2)反应CH4(g)＋3CO2(g)⇌4CO(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1，K＝________(用K1，K2表示)。C＋329

(3)恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料，反应经如图1流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。①下列说法正确的是________。A．Fe3O4可循环利用，CaO不可循环利用B．过程ⅱ，CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移C．过程ⅱ产生的H2O最终未被CaO吸收，在过程ⅲ被排出D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原1molCO2需吸收的能量更多②过程ⅱ平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因___________________________________________________________。BC

(4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R＝Δn(CO2)/Δn(CH4)(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。①常压下CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图2，请在图3中画出400～1000℃之间R的变化趋势，并标明1000℃时R值。解析：①设起始时CH4、CO2分别为amol、3amol，根据图2，1000℃时CH4转化率为100%，CO2转化率为60%，则Δn(CO2)＝3amol×60%＝1.8amol，Δn(CH4)＝amol×100%＝amol，R＝Δn(CO2)/Δn(CH4)＝1.8。根据图示，随着温度升高，CH4的转化率先逐渐增大，后基本不变，CO2的转化率逐渐增大，从图示可知，CH4、CO2的转化率之差先增大(约600℃时最大)后减小，最终比起始时大，则R先减小后增大，最终比起始时小。②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表：下列说法不正确的是________。A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率B．温度越低，含氢产物中H2O占比越高C．温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R值减小D．改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大温度/℃480500520550CH4转化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8C解析：反应Ⅰ中CH4和CO2的变化量相同，R值提高说明催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率，A项正确；由表可知，温度越低，R值越大，说明参与反应Ⅱ的CO2越多，生成的H2O越多，B项正确；温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ平衡均正向移动，CH4、CO2转化率均增大，C项错误；由表中数据可知，改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大，D项正确。

回答下列问题：(1)已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0kJ·mol－1和298.0kJ·

mol－1，H—H键能为436.0kJ·mol－1。估算C40H20(g)⇌C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。(2)图示历程包含________个基元反应，其中速率最慢的是第________个。(3)C40H10纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为________、________。(4)1200K时，假定体系内只有反应C40H12(g)⇌C40H10(g)＋H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。12833610

解析：(1)由C40H20和C40H18的结构式和反应历程可以看出，C40H20中断裂了2根碳氢键，C40H18形成了1根碳碳键，所以C40H20(g)⇌C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝(431×2－298－436)kJ·mol－1＝＋128kJ·mol－1；(2)由反应历程可知，包含3个基元反应，分别为：40H20＋H·⇌

40H19＋H2，

40H19＋H2⇌

40H19′＋H2，40H19′＋H2⇌C40H18＋H·＋H2，其中第三个的活化能最大，反应速率最慢；(3)由C40H20的结构分析，可知其中含有1个五元环，10个六元环，每脱两个氢形成一个五元环，则C40H10总共含有6个五元环，10个六元环；

在两反应过程中，断裂和形成的化学键相同a

3．[2023·辽宁卷]硫酸工业在国民经济中占有重要地位。(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、________和________(填化学式)。CuOSO3

(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：NO2＋SO2＋H2O===NO＋H2SO42NO＋O2===2NO2(ⅰ)上述过程中NO2的作用为________。(ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是_______________________________________________(答出两点即可)。催化剂反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高(答案合理即可)解析：(ⅰ)根据所给的反应方程式，NO2在反应过程中先消耗再生成，说明NO2在反应中起催化剂的作用；(ⅱ)近年来，铅室法被接触法代替是因为在反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境，同时作为催化剂的NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质，影响产品质量，产率不高(答案合理即可)。

cd解析：根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢，a错误；从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转化率小于88%时的反应速率图像并没有给出，无法判断α＝0.88的条件下是否是平衡转化率，b错误；从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c正确；从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d正确；故答案选cd；(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是________(填标号)。(ⅲ)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。d

118解析：根据盖斯定律，由①－②－③，可得④C6H5C2H5(g)⇌C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)

ΔH4＝－4386.9kJ·mol－1－(－4263.1kJ·mol－1)－(－241.8kJ·mol－1)＝＋118kJ·mol－1。(2)在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入________mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；5(3)在913K、100kPa下，以水蒸气作稀释气、Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：⑤C6H5C2H5(g)⇌C6H6(g)＋CH2===CH2(g)⑥C6H5C2H5(g)＋H2(g)⇌C6H5CH3(g)＋CH4(g)

甲苯主反应生成的氢气能使副反应⑥的平衡正向移动，甲苯的选择性大于苯的选择性解析：生成苯乙烯的反应为主反应，则苯乙烯的选择性最高，主反应生成的氢气能使副反应⑥的平衡正向移动，则甲苯的选择性大于苯的选择性，故b代表的产物为甲苯。(4)关于本反应体系中催化剂Fe2O3的描述错误的是________；A．X射线衍射技术可测定Fe2O3晶体结构B．Fe2O3可改变乙苯平衡转化率C．Fe2O3降低了乙苯脱氢反应的活化能D．改变Fe2O3颗粒大小不影响反应速率BD解析：X射线衍射技术可以测定晶体结构，A项正确；Fe2O3是催化剂，催化剂不能使平衡发生移动，不能改变乙苯平衡转化率，B项错误；Fe2O3作催化剂，可以降低乙苯脱氢反应的活化能，C项正确；改变Fe2O3颗粒大小即改变催化剂的表面积，可以改变反应速率，D项错误。Ⅱ.苯乙烯的聚合苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某Cu(Ⅰ)的配合物促进C6H5CH2X(引发剂，X表示卤素)生成自由基C6H5C·H2，实现苯乙烯可控聚合。(5)引发剂C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是____________；(6)室温下，①Cu＋在配体L的水溶液中形成[Cu(L)2]＋，其反应平衡常数为K；②CuBr在水中的溶度积常数为Ksp。由此可知，CuBr在配体L的水溶液中溶解反应的平衡常数为________(所有方程式中计量系数关系均为最简整数比)。C6H5CH2ClK×Ksp解析：电负性：Cl>Br>I，C—Cl键的极性更大，更易断裂，故C6H5CH2Cl更易生成自由基C6H5CH2，活性最强。(6)已知Cu＋(aq)＋2L⇌[Cu(L)2]＋

K、CuBr(s)⇌Cu＋(aq)＋Br－(aq)

Ksp，两反应相加可得：CuBr(s)＋2L⇌[Cu(L)2]＋＋Br－(aq)，则其平衡常数为K×Ksp。5．[2023·山东卷]一定条件下，水气变换反应CO＋H2O⇌CO2＋H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应：Ⅰ.HCOOH⇌CO＋H2O(快)Ⅱ.HCOOH⇌CO2＋H2(慢)研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H＋仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。回答下列问题：(1)一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2，则该条件下水气变换反应的焓变ΔH＝__________(用含ΔH1、ΔH2的代数式表示)。(2)反应Ⅰ正反应速率方程为：v＝kc(H＋)·c(HCOOH)，k为反应速率常数。T1温度下，HCOOH电离平衡常数为Ka，当HCOOH平衡浓度为xmol·L－1时，H＋浓度为_________mol·L－1，此时反应Ⅰ正反应速率v＝________mol·L－1·h－1(用含Ka、x和k的代数式表示)。ΔH2－ΔH1

b减小不变解析：(3)

6.[2022·浙江1月]工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答：(1)在C和O2的反应体系中：反应1

C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－394kJ·mol－1反应2

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH2＝－566kJ·mol－1反应3

2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH3①设y＝ΔH－TΔS，反应1、2和3的y随温度T的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是________。②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比________。A．不变

B．增大C．减小

D．无法判断aB解析：①反应3为气体体积增大的反应，其ΔS＞0，随温度T的升高，其y减小，故反应3对应的线条为a。②根据盖斯定律，由2×反应1－反应2可得反应3，则ΔH3＝－222kJ·mol－1，由反应3－反应1可得C(s)＋CO2(g)===2CO(g)

ΔH＝＋172kJ·mol－1，温度升高，此反应正向进行，反应2逆向进行，气体中CO与CO2的物质的量之比增大。(2)水煤气反应：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝131kJ·mol－1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是___________________________________________________________________________________________________________。

水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率(3)一氧化碳变换反应：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41kJ·mol－1。①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)＝0.25MPa、p(H2O)＝0.25MPa、p(CO2)＝0.75MPa和p(H2)＝0.75MPa，则反应的平衡常数K的数值为________。②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为________。③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是________。A.反应温度愈高愈好

B．适当提高反应物压强C．选择合适的催化剂

D．通入一定量的氮气9.01.8∶1BC

③升高体系温度，反应速率加快，但该反应的ΔH＜0，升高温度使平衡转化率降低，故温度不宜过高，A错误；该反应是气体体积不变的反应，压强不影响平衡移动，适当加压能加快反应速率，B正确；选择合适的催化剂可以加快反应速率，C正确；恒容条件下，通入N2，反应物浓度不变，反应速率不变，恒压条件下，通入N2，反应物浓度减小，反应速率减小，D错误。④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量－反应过程如图2所示。用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤Ⅰ：____________________；步骤Ⅱ：____________________。M＋H2O===MO＋H2MO＋CO===M＋CO2解析：H2O在反应中先被吸附而解离，由总反应可推知，解离的产物是H2和MO，MO再与CO反应生成CO2和M。考情分析

考向考点考情1化学反应与能量变化反应热与热化学方程式的书写化学反应与键能电化学(以书写电极反应式为主)考情2化学反应速率化学反应速率的计算化学反应速率的影响因素化学反应速率变化图像分析考情3化学平衡平衡状态判断及化学平衡影响因素分析化学平衡图像分析反应物转化率的计算化学平衡常数表达式及其计算考情4电解质溶液电离平衡、水解平衡、溶解平衡的理解Ka(Kb)及Ksp的理解与计算题型·练透精准备考·要有方向——研析题型角度题型角度1气态物质反应中化学原理分析

BD吸收31.20.02MPa

(2)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下：

10

2CO2＋12H＋＋12e－===C2H4＋4H2O题型角度2化学反应原理的综合应用分析练2

近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系。可知反应平衡常数K(300℃)________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的数据计算K(400℃)＝____________________(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是__________________、_____________。大于

O2和Cl2分离能耗较高HCl转化率较低解析：本题涉及的考点有化学平衡常数的计算及影响因素、外界条件对转化率的影响、利用盖斯定律计算ΔH、电极方程式的书写、氧化还原反应中的相关计算。考查学生对图像的理解，获取有关知识并进行加工、吸收的能力和运用相关知识分析、解决简单化学问题的能力。体现了化学变化有一定限度，是可以调控的，体现了变化观念与平衡思想的学科核心素养。

－116

增加反应体系压强、及时分离出产物(4)在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上，科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案，主要包括电化学过程和化学过程，如图所示：负极区发生的反应有_____________________________________________(写反应方程式)。电路中转移1mol电子，需消耗氧气________L(标准状况)。Fe3＋＋e－===Fe2＋，4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O5.6

精准备考·要有方案——高考必备基础一、信息型氧化还原反应化学(或离子)方程式的书写1．常见的氧化剂及产物预测氧化剂还原产物KMnO4K2Cr2O7(酸性)Cr3＋浓硝酸NO2稀硝酸NOX2(卤素单质)X－H2O2OH－(碱性)；H2O(酸性)Na2O2NaOH(或Na2CO3)NaClO或(ClO－)Cl－、Cl2NaClO3Cl2、ClO22.常见的还原剂及产物预测还原剂氧化产物Fe2＋Fe3＋(酸性)；Fe(OH)3(碱性)S2－或(H2S)H2C2O4CO2H2O2O2I－(或HI)COCO2金属单质(Zn、Fe、Cu等)Zn2＋、Fe2＋(与强氧化剂反应生成Fe3＋)、Cu2＋

三、化学平衡状态的判断说明：对于平衡状态的判断，不断出现新的判断形式，如绝热过程中的热量变化，化学平衡常数，有关图像等，判断时紧紧抓住反应过程中对应物理量是否变化，如果在反应过程中在变，达到平衡时不变，则能说明。如：汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)

ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填编号)。②④⑤

A氨碳比等于4，CO2转化率较高；当氨碳比大于4.0时，增大NH3的量CO2的转化率增加不大，但生产成本提高了；氨碳比小于4.0时，CO2的转化率低[图像分析]控制变量，作垂直于横轴的一条直线交三条曲线于三点，转化率越高越好，所以选择A。选择最佳氨碳比，可看最上面曲线的走势，整体增加，曲线先陡后平(略上升)，依然选择拐点，当氨碳比大于4.0时，增大氨气的量CO2转化率增加不大，但生产成本提高了；氨碳比太小，CO2转化率低。2．根据图像解释产生某种现象的原因如：以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是：_________________________________。温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低[图像分析]两根曲线注意看清每个曲线对应的条件，分析两个量之间内在的联系。这里涉及影响反应速率的两个因素：催化剂和温度，弄清影响因素即可。所以，250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低。3．根据图像推断ΔH变化如：为了减少空气中的CO2，目前捕碳技术在降低温室气体排放中具有重要的作用，捕碳剂常用(NH4)2CO3，反应为(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)===2NH4HCO3(aq)

ΔH。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂)，在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其他初始实验条件不变，重复上述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，其关系如图，则ΔH________(填“>”“＝”或“<”)0。<[图像分析]根据可逆反应的特征，准确确定平衡点。温度越高反应速率越快，达到平衡所需的时间越短，在相等时间内，CO2浓度最低的点应该是平衡点。T3往后，温度升高，CO2浓度增大，平衡逆向移动，逆反应吸热，正反应放热。

2．悟透化学平衡常数及转化率计算题解题模式根据反应进行(或移动)的方向，设定某反应物消耗的量，然后列式求解。例：

mA＋nB

⇌

pC＋qD起始量：

a

b00变化量：

mx

nx

px

qx平衡量：

a－mx

b－nx

px

qx注意：①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例；②这里a、b可指：物质的量、浓度、体积等；③弄清起始浓度、平衡浓度、平衡转化率三者之间的互换关系；④在使用平衡常数时，要注意反应物或生成物的状态。如：顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：该反应的速率方程可表示为：v(正)＝k(正)c(顺)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：已知：t1温度下，k(正)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－1，该温度下反应的平衡常数值K1＝________；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。3小于

两个反应都放出大量的热－165.2[解析]

两个反应在热力学上趋势均很大，两个反应均放热量大，即反应物和生成物的能量差大，因此热力学趋势大，由①4H2(g)＋2O2(g)===4H2O(g)

ΔH1＝－967.2kJ·mol－1②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH2＝－802.0kJ·mol－1所求反应为：CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)，该反应可由①－②得到，根据盖斯定律，该反应焓变为ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－165.2kJ·mol－1，(2)在体积为1L的密闭刚性容器中，充入4molH2和1molCO2，测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。

1DC

(3)新型高效的甲烷燃料电池工作时总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。①该电池的负极是________(填“a”或“b”)；②负极电极反应式为_________________________。aCH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋[解析]

①电子从电极a流出，说明电极a上发生氧化反应，原电池中负极发生氧化反应，所以a为负极；②电极a上，CH4转化为CO2，释放出H＋，所以电极反应为：CH4＋2H2O－8e－===CO2＋8H＋。模考·预测1.“氯碱工业”以电解饱和食盐水为基础制取氯气等产品，氯气是实验室和工业上的常用气体。请回答：(1)电解饱和食盐水制取氯气的化学方程式是_________________________________。(2)下列说法不正确的是________。A．可采用碱石灰干燥氯气B．可通过排饱和食盐水法收集氯气C．常温下，可通过加压使氯气液化而储存于钢瓶中D．工业上，常用氢气和氯气反应生成的氯化氢溶于水制取盐酸

A

<

(4)工业上，常采用“加碳氯化”的方法以高钛渣(主要成分为TiO2)为原料生产TiCl4，相应的化学方程式为：Ⅰ.TiO2(s)＋2Cl2(g)⇌TiCl4(g)＋O2(g)

ΔHⅠ＝181kJ·mol－1，KⅠ＝3.4×10－29Ⅱ.2C(s)＋O2(g)⇌2CO(g)

ΔHⅡ＝－221kJ·mol－1，KⅡ＝1.2×1048结合数据说明氯化过程中加碳的理由：_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。反应Ⅰ＋反应Ⅱ得TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)，该反应的K＝KⅠKⅡ＝4.08×1019远大于KⅠ，反应Ⅱ使TiO2氯化为TiCl4得以实现；ΔH＝ΔHⅠ＋ΔHⅡ＝－40kJ·mol－1，反应Ⅱ可为反应Ⅰ提供所需的能量解析：根据反应Ⅰ：TiO2(s)＋2Cl2(g)⇌TiCl4(g)＋O2(g)

ΔHⅠ＝181kJ·mol－1，KⅠ＝3.4×10－29，可知该反应正向进行程度非常小，正向反应还需要吸收能量，所以单独进行该反应是不可能的；加碳消耗氧气促进反应Ⅰ平衡正向移动，同时由反应Ⅰ＋反应Ⅱ得：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)===TiCl4(g)＋2CO(g)，K＝KⅠKⅡ＝4.08×1019远大于KⅠ，从而使TiO2氯化为TiCl4得以实现。(5)在一定温度下，以I2为催化剂，氯苯和Cl2在CS2中发生平行反应，分别生成邻二氯苯和对二氯苯，两产物浓度之比与反应时间无关。反应物起始浓度均为0.5mol·L－1，反应30min测得氯苯15%转化为邻二氯苯，25%转化为对二氯苯。保持其他条件不变，若要提高产物中邻二氯苯的比例，可采用的措施是________。A．适当提高反应温度

B．改变催化剂C．适当降低反应温度

D．改变反应物浓度AB解析：由题意可知，在该温度下，生成对二氯苯的反应更容易发生，说明生成邻二氯苯的反应活化能大，如果想促进生成邻二氯苯，可以提高反应温度，A正确，C错误；还可以通过改变催化剂，改变反应途径，使生成邻二氯苯的反应更容易发生，B正确；反应物浓度对于平行反应的影响是相同的，D错误。

10

(2)CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)＋

CO2(g)2CO(g)＋

2H2(g)①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：则该反应的ΔH＝____________。分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入CH4和CO2各1mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是________(填“A”或“B”)。＋120kJ·mol－1B

②按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO和H2产率的影响如图1所示。此反应优选温度为900℃的原因是____________________________________________________________________________________________________________________。900℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不